第2单元 8.实验三 探究两个互成角度的力的合成规律（word练习）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习经典习题（基础版）

**基本信息** 聚焦“探究力的合成规律”实验，以等效替代法为核心，系统整合实验原理、操作规范、数据处理及动态分析，构建完整探究方法体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验原理与方法|2大题|等效替代法、平行四边形定则|从实验目的（探究合成规律）到原理（等效替代），建立“合力与分力效果等同”的物理观念| |操作规范与数据记录|含4小题|关键数据记录（O点位置、力的方向大小）、误差控制（夹角适当）|明确实验操作逻辑：通过控制O点位置保证效果等效，排除无关变量（E点）| |作图与结论验证|含作图题|力的图示法、标度应用|基于实验数据，通过作图验证平行四边形定则，体现科学探究的证据与解释要素| |动态分析|1小题|动态平衡条件下分力变化规律|结合平行四边形定则，推理分力夹角变化时的大小关系，培养科学思维的推理论证能力|

实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 1.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示,E为橡皮筋原长时小圆环的位置,O为实验时小圆环被拉至的位置. (1)图丁中弹簧测力计的示数为　2.35　 N.  (2)在实验过程中,不必记录的有　A　.  A.甲图中E的位置 B.乙图中O的位置 C.OB、OC的方向 D.弹簧测力计的示数 (3)下列选项中,与本实验要求相符的是　B　.  A.两细绳OB、OC夹角越大越好 B.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度 C.实验时,只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可 (4)某次实验记录纸如图戊所示,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,拉力F的方向过P点;三个力的大小分别为:F1=2.70 N、F2=2.30 N和F=4.00 N,得出正确实验结论后,请根据实验结论和图中给出的标度:①在图中作出F1和F2的合力;②根据作图求出该合力大小为　3.99　 N.  [答案] (4)①如图所示 [解析] (1)弹簧测力计分度值为0.1 N,估读到0.01 N,题图丁中读数为2.35 N. (2)必须要记录的有两个分力F1和F2的大小和方向、合力F的大小和方向,力的大小通过弹簧测力计读出,两次都要使小圆环被拉到O点位置,所以必须记录的有B、C、D;不需要记录的是题图甲中E的位置,故选A. (3)两个细绳OB、OC夹角要适当大一些,但不能太大,合力一定时,两分力夹角太大导致两分力太大,测量误差变大,A错误;读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度,规范操作,B正确;实验时,不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同,还必须都是伸长至O点才行,C错误. (4)①由于标度已经选定,作图时要保证表示F1、F2的线段长度分别为标度的2.7倍和2.3倍,作图如图所示; ②量出作图法求出的合力长度约为标度的3.99倍,所以合力大小为3.99 N. 2.以下是某实验小组探究两个互成角度的力的合成规律的过程.首先进行如下操作: ①如图甲,两细绳套拴在橡皮条的一端,另一端固定在水平木板,橡皮条的原长为GE; ②如图乙,用手通过两个弹簧测力计共同拉动橡皮条.橡皮条和细绳套的连接点在拉力F1、F2的共同作用下,位于O点,橡皮条伸长的长度为EO; ③撤去F1、F2,改用一个力F单独拉住其中一根细绳套,仍使其位于O点,如图丙. (1)同学们发现,力F单独作用与F1、F2共同作用的效果是一样的,由于两次橡皮条伸长的长度、方向相同,即橡皮条对小圆环的拉力相同,所以F等于F1、F2的合力.本实验采用的科学方法是　B　.  A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法 (2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系: ①由纸上O点出发,用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自细绳的方向,三个力大小由弹簧测力计读出); ②用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接,如图丁,此图形应该是　平行四边形　;  ③多次改变拉力F1、F2的大小和方向,重做上述实验,通过画各力的图示,进一步检验所围成的图形. (3)若F'是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线,一定沿GO方向的是　F　(选填“F”或“F'”).  (4)若在图乙中,F1、F2夹角大于90°,现保持O点位置不变,拉力F2方向不变,增大F1与F2的夹角,将F1缓慢转至水平方向的过程中,两弹簧测力计示数大小变化为　A　. A.F1一直增大,F2一直增大 B.F1先减小后增大,F2一直增大 C.F1一直增大,F2一直减小 D.F1一直增大,F2先减小后增大 [解析] (1)此实验用一个力的作用效果代替两个力的作用效果,采用了等效替代法,故选B. (2)此实验是为了探究两个互成角度的力的合成规律,应该要遵循平行四边形定则,故此图形应该是平行四边形. (3)当是一个力作用时,O结点受F及GO拉力的作用,二力平衡,F与GO的拉力等大反向,故F一定沿GO的方向. (4)保持F2的方向及合力不变,当F1转动至水平位置过程中,如图所示, F2与F1的长度一直在增加,F2与F1的大小一直在增加,故选A. 学科网（北京）股份有限公司 $